sistema internacional de unidades

Capítulo 1. Unidades de medidas y...

CAPITULO 1. UNIDADES DE MEDIDA Y MAGNITUDES BASICAS.
1.1 Magnitudes y sus unidades
La Física es una ciencia fundamentalmente dedicada a la comprensión de los fenómenos naturales que ocurren en nuestro universo. Es una
ciencia basada en observaciones experimentales y mediciones cuantitativas.
Su objetivo es desarrollar teorías físicas basadas en leyesfundamentales que
permitan explicar el comportamiento del mayor número posible de fenómenos con la menor cantidad de leyes y predecir los resultados de los experimentos. Las leyes se expresan en lenguaje matemático.
Las leyes de la Física se expresan en términos de magnitudes básicas
que requieren una definición clara. En mecánica existen tres magnitudes
fundamentales que son longitud (L), masa(M) y tiempo (T). Son fundamentales porque no son deducibles de ninguna otra magnitud y están definidas
en términos de comparaciones con un patrón establecido.
Los valores de las magnitudes físicas se expresan en unidades de medidas. En 1960, un comité internacional estableció reglas para determinar el
conjunto de patrones para las magnitudes fundamentales: es el Sistema Internacional (SI) deunidades. En este sistema las unidades de longitud, masa
y tiempo son el metro, el kilogramo y el segundo, respectivamente. Las
otras magnitudes fundamentales son temperatura (K), corriente (A), intensidad luminosa (c) y cantidad de substancia (mol).
Cualquier otra magnitud física se obtiene como combinación de estas
y se llaman magnitudes físicas derivadas. Por ejemplo velocidad(long./tiempo), energía, etc.
A continuación se muestran ordenes de magnitud (valores aproximados) de diversas longitudes, masas y tiempos. Observe el rango tan amplio
de estas cantidades.
a) longitudes (m)
radio medio de la órbita de la tierra
longitud de un campo de fútbol

9.5 x 1015
90
1 x 10-14

diámetro de un núcleo
b) masas (kg)

Juan Inzunza

1

Biofísica

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2 x 1030
70
9.1 x 10-31

sol
persona (media)
electrón
c) tiempo (s)

1.3 x 1017
6.5 x 108

edad de la tierra
edad media de un estudiante

1 x 10-22

duración de un choque nuclear

Para referirse a potencias de 10 se usan los prefijos y sus abreviaturas, que se muestran en la siguiente tabla.
10-18
10-15
10-12
10-9
10-6
10-3
10-2
10-1
10 1
10 2
10 3
106
10 9
10 12
10 15
10 18

atto a
femto f
pico p
nano n
micro µ
mili m
centi c
deci d
deca da
hecto h
kilo K
megaM
giga G
tera T
peta P
exa E

1.2 Dimensiones en el Sistema Internacional.
En Mecánica, existen tres cantidades fundamentales, que son longitud, masa y tiempo. Todas las otras cantidades físicas en mecánica, se pueden expresar en términos de éstas.
Juan Inzunza2

Biofísica

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La palabra dimensión tiene un significado especial en física. Denota
la naturaleza física de una magnitud. Por ejemplo distancia se mide en unidades de metros o pies y se dice que su dimensión es de longitud. Las dimensiones en el sistema internacional, de las unidades de longitud, masa y
tiempo son m, kg y s.
Ejemplo de dimensionesde otras magnitudes:
velocidad: m/s,

área: m2

aceleración: m/s2 fuerza: kg m/s2 ≡ N

A continuación se da la definición de algunas magnitudes físicas y
sus dimensiones, de uso frecuente en mecánica.
Velocidad: es el cambio de posición de un cuerpo en movimiento en el
transcurso del tiempo, es un vector. Se mide en m/s.
v=

dx
dt

Aceleración: es el cambio de velocidad de un cuerpoen movimiento en el
transcurso del tiempo, es un vector. Se mide en m/s2.
a=

dv d2 x
=
dt dt2

Momento lineal. Se define como el producto de la masa y la velocidad que
tiene una partícula. Se mide en kg m/s.
p = mv

Fuerza: es un concepto que no se puede definir; se debe pensar en el efecto
que produce sobre una masa, y este efecto es cambiar el estado de reposo o
de movimiento...